EP3168935A1

EP3168935A1 - Connecting device and battery assembly

Info

Publication number: EP3168935A1
Application number: EP15194142.4A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Kesper
Original assignee: Hoppecke Batterien GmbH and Co KG
Current assignee: Hoppecke Batterien GmbH and Co KG
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2017-05-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlusseinrichtung (17) für eine Batterie zur Zwischenschaltung zwischen einen Batterieanschluss und einen an der Batterie angeschlossenen Verbraucher, aufweisend ein elektrisch leitend ausgebildetes erstes Bauteil (18), ein elektrisch leitend ausgebildetes zweites Bauteil (19), wenigstens ein elektrisch leitend ausgebildeter Nebenwiderstand (25) und ein elektrisch isolierend ausgebildetes Verbindungselement (20), wobei die Bauteile (18, 19) unter Zwischenordnung des Verbindungselements (20) voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei das Verbindungselement (20) zur mechanischen Verbindung der Bauteile (18, 19) mit dem ersten (18) und dem zweiten Bauteil (19) in Kontakt steht und wobei der Nebenwiderstand (25) zur elektrischen Verbindung der Bauteile (18, 19) mit dem ersten (18) und dem zweiten Bauteil (19) in Kontakt steht.The invention relates to a connection device (17) for a battery for the interposition between a battery connection and a consumer connected to the battery, comprising an electrically conductive first component (18), an electrically conductive second component (19), at least one electrically conductive design Auxiliary resistor (25) and an electrically insulating connecting element (20), wherein the components (18, 19) are arranged spaced apart from one another by interposing the connecting element (20), wherein the connecting element (20) for the mechanical connection of the components (18, 19) is in contact with the first (18) and the second component (19) and wherein the shunt resistor (25) for electrical connection of the components (18, 19) with the first (18) and the second component (19) is in contact.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlusseinrichtung für eine Batterie zur Zwischenschaltung zwischen einen Batterieanschluss und einen an die Batterie angeschlossenen Verbraucher. Ferner betrifft die Erfindung eine Batterieanordnung aufweisend eine Anschlusseinrichtung.The invention relates to a connection device for a battery for interposing between a battery terminal and a consumer connected to the battery. Furthermore, the invention relates to a battery assembly comprising a connection device.

Aufgrund der technologischen und wirtschaftlichen Entwicklungen der letzten Jahre nimmt der Anteil an batteriegestützten, insbesondere akkumulatorgestützten, elektrischen oder elektronischen Anwendungen gegenüber herkömmlichen Anwendungen, welche klassischerweise aus dem Stromnetz gespeist werden, stetig zu. Auch aus ökologischen Gründen werden derzeit Überlegungen angestellt, nicht länger Batterien als Verbrauchsgegenstand zu verkaufen, sondern leihweise zur Verfügung zu stellen und Gebühren für den aus der Batterie entnommenen Strom ähnlich dem Abrechnungsmodus für Strom aus dem Stromnetz zu erheben. Hierzu bedarf es unter anderem einer verlässlichen Möglichkeit zur Bestimmung der der Batterie entnommenen Strommenge. Eine Strommenge im Sinne der Erfindung bezeichnet dabei eine der Batterie entnommene elektrische Energie.Due to the technological and economic developments of recent years, the share of battery-based, in particular accumulator-based, electrical or electronic applications is steadily increasing over conventional applications, which are classically fed from the power grid. Also for environmental reasons, it is currently being considered to no longer sell batteries as a consumable, but to provide on loan and to charge fees for the withdrawn from the battery current similar to the billing mode for electricity from the mains. Among other things, this requires a reliable possibility for determining the amount of electricity taken from the battery. A quantity of electricity in the sense of the invention designates a battery of electrical energy.

Es wurden im Stand der Technik daher Versuche unternommen, Messeinrichtungen unmittelbar an die Anschlusspole einer Batterie anzuschließen. Diese Methode hat sich allerdings als für Batterien vollkommen ungeeignet herausgestellt. Beim Betrieb einer Batterie erhitzt sich er Anschlusspol aufgrund seines materialimmanenten elektrischen Widerstands in Abhängigkeit der Stromabgabe. Klassischerweise bestehen die Anschlusspole von Batterien zumindesdt teilweise aus Kupfer. Kupfer weist einen vergleichsweise großen Widerstands-Temperaturkoeffizienten auf, weshalb die Strommessung unmittelbar am Anschlusspol in Abhängigkeit der Temperatur vergleichsweise starken Schwankungen unterworfen sind. Eine Strommessung, die unabhängig von der Temperatur reproduzierbare Ergebnisse liefert, ist auf diesem Wege nicht zu realisieren.Attempts have therefore been made in the prior art to connect measuring devices directly to the terminal poles of a battery. However, this method has proven to be completely unsuitable for batteries. When operating a battery, it heats up the terminal pole due to its material-inherent electrical Resistance depending on the current output. Classically, the terminal poles of batteries are at times partially made of copper. Copper has a comparatively large resistance temperature coefficient, which is why the current measurement are subject to comparatively strong fluctuations directly at the terminal pole as a function of the temperature. A current measurement that delivers reproducible results regardless of the temperature can not be realized in this way.

Die allgemeine Problematik der Temperaturabhängigkeit von Strommessungen ist aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Für Messungen im bundesweiten statischen Stromnetz, z.B. bei Stromzählern in der Industrie oder in Wohnhäusern und dergleichen werden besondere Anschlusseinrichtungen eingesetzt, die eine im Wesentlichen temperaturunabhängige Strommessung gestatten. Eine solche elektrische Baugruppe besteht im Wesentlichen aus zwei elektrischen Kontakten, die über einen Nebenwiderstand, insbesondere einen Shunt, mit geringem linearen Widerstands-Temperaturkoeffizienten miteinander mechanisch und elektrisch verbunden sind. Eine Messeinrichtung ist dabei mit dem Nebenwiderstand elektrisch verbunden. Messgröße ist hierbei der Spannungsabfall des durch den Nebenwiderstand fließenden Stromes.The general problem of the temperature dependence of current measurements is basically known from the prior art. For measurements in the nationwide static grid, e.g. in electricity meters in the industry or in homes and the like special connection devices are used, which allow a substantially temperature-independent current measurement. Such an electrical assembly consists essentially of two electrical contacts which are mechanically and electrically connected to one another via a shunt resistor, in particular a shunt, with a low linear resistance temperature coefficient. A measuring device is electrically connected to the shunt resistor. The measured variable here is the voltage drop of the current flowing through the shunt resistor.

Es hat sich herausgestellt, dass solche herkömmlichen Anschlusseinrichtungen für die Strommessung an Batterien ungeeignet sind. Dies insbesondere deshalb, da Batterien in der Regel unmittelbar in die mit Strom zu versorgende Vorrichtung eingebaut werden müssen. Sie und damit auch die Anschlusseinrichtungen sind daher einer vergleichsweise hohen mechanischen Belastung ausgesetzt. Deutlich wird dies am Beispiel einer Traktionsbatterie, welche in Elektrofahrzeugen eingesetzt und dort insbesondere für den Antrieb genutzt wird. Eine solche Traktionsbatterie besteht in der Regel aus einer Vielzahl von Zellen, die elektrisch miteinander verbunden sind. Die Verbindung wird klassischerweise über Verbinder in Form elektrisch leitender Kupferplättchen oder -kabel hergestellt, welche jeweils gleichartige Anschlusspole der einzelnen Zellen miteinander verbinden.It has been found that such conventional connection devices are unsuitable for current measurement on batteries. This is especially because batteries usually have to be installed directly in the device to be supplied with electricity. They and thus also the connection devices are therefore exposed to a comparatively high mechanical load. This becomes clear with the example of a traction battery, which is used in electric vehicles and used there in particular for the drive. Such a traction battery usually consists of a plurality of cells, which are electrically connected to each other. The connection is conventionally made via connectors in the form of electrically conductive copper plates or cables, which in each case connect similar terminal poles of the individual cells to one another.

Um zu ermitteln, wieviel Strom jeder Zelle entnommen wird, muss jeder Zelle eine Anschlusseinrichtung zugeordnet werden. Erste Versuche, den Verbinder durch eine herkömmliche Anschlusseinrichtung zu ersetzen bzw. eine herkömmliche Anschlusseinrichtung in den Verbinder zu integrieren sind allerdings gescheitert. Beim Betrieb z.B. eines Fahrzeugs, kann es je nach befahrenem Untergrund zur Erschütterung der Batterie kommen, was dazu führt, dass sich einzelne Zellen und damit auch die Verbinder relativ zueinander bewegen. Es hat sich herausgestellt, dass herkömmliche Anschlusseinrichtungen diesen mechanischen Belastungen nicht standhalten können und nach kürzester Zeit zerstört werden.In order to determine how much power is taken from each cell, each cell must be assigned a connection device. First attempts to replace the connector by a conventional connection device or to integrate a conventional connection device in the connector, however, have failed. At the Operation, for example, of a vehicle, it can come depending on the traveled surface to the vibration of the battery, resulting in that move individual cells and thus the connector relative to each other. It has been found that conventional connection devices can not withstand these mechanical stresses and are destroyed after a short time.

Eine technisch reproduzierbare Strommessung an mechanisch beanspruchten Batterien ist daher bislang nicht möglich, obgleich hieran ein vitales industrielles Interesse besteht.A technically reproducible current measurement of mechanically stressed batteries is therefore not yet possible, although this is a vital industrial interest.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Anschlusseinrichtung und eine Batterieanordnung bereitzustellen, die reproduzierbare Strommessungen an mechanisch beanspruchten Batterien über einen vergleichsweise langen Zeitraum erlaubt.It is therefore the object of the invention to provide a connection device and a battery arrangement that allows reproducible current measurements on mechanically stressed batteries over a comparatively long period of time.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird eine Anschlusseinrichtung für eine Batterie zur Zwischenschaltung zwischen einen Batterieanschluss und einen an der Batterie angeschlossenen Verbraucher vorgeschlagen, aufweisend ein elektrisch leitend ausgebildetes erstes Bauteil, ein elektrisch leitend ausgebildetes zweites Bauteil, wenigstens ein elektrisch leitend ausgebildeter Nebenwiderstand und ein elektrisch isolierend ausgebildetes Verbindungselement, wobei die Bauteile unter Zwischenordnung des Verbindungselements voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei das Verbindungselement zur mechanischen Verbindung der Bauteile mit dem ersten und dem zweiten Bauteil in Kontakt steht und wobei der Nebenwiderstand zur elektrischen Verbindung der Bauteile mit dem ersten und dem zweiten Bauteil in Kontakt steht.To achieve the object of the present invention a connecting device is proposed for a battery to be interposed between a battery terminal and an output connected to the battery load comprising an electrically conductive formed first component, an electrically conductive formed second component, at least one electrically conductive trained shunt resistor, and an electrically insulating formed connecting element, wherein the components are arranged spaced apart from each other with the interposition of the connecting element, wherein the connecting element for the mechanical connection of the components with the first and the second component in contact and wherein the shunt resistor for electrically connecting the components with the first and the second component in Contact stands.

Die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung ist gegenüber unsachgemäßer Krafteinwirkung nahezu unempfindlich. Dieser Vorteil ergibt sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung des Verbindungselements, welches für eine mechanische Verbindung der Bauteile sorgt. Die Wirkung der Zwischenordnung liegt einerseits in einer mechanischen Stabilisierung der Bauteile und des Nebenwiderstands und andererseits in der Ableitung von unsachgemäß gegen den Nebenwiderstand gerichteter Kraft. So können sich die Bauteile im Falle einer auf die Bauteile gerichteten Krafteinwirkung in Richtung des Verbindungselements in vorteilhafter Weise auf dem Verbindungselement abstützen. Hierdurch werden insbesondere die Kontaktstellen zwischen Bauteilen und Nebenwiderstand mechanisch entlastet. Die erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung ist damit weitestgehend unempfindlich gegenüber Krafteinwirkungen aufgrund relativer Bewegungen zwischen Batterie und Verbraucher freigestellt. Sie ist damit auch gegenüber solchen mechanischen Beanspruchungen stabil, die zur Zerstörung einer aus dem Stand der Technik bekannten Anschlusseinrichtung führen würde.The connection device according to the invention is almost insensitive to improper force. This advantage results from the inventive arrangement of the connecting element, which ensures a mechanical connection of the components. The effect of the interposition is on the one hand in a mechanical stabilization of the components and the shunt resistance and on the other hand in the derivation of improperly directed against the shunt resistance force. Thus, in the case of a force acting on the components force in the direction of the connecting element, the components can be supported on the connecting element in an advantageous manner. As a result, in particular the contact points between components and shunt are mechanically relieved. The connection device according to the invention is thus largely insensitive to the effects of force due to relative Movements between battery and consumer free. It is therefore stable against such mechanical stresses that would lead to the destruction of a known from the prior art connection device.

Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement elektrisch isolierend ausgebildet. Vorzugsweise ist das Verbindungselement zu diesem Zweck aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet. Hierfür kommen insbesondere elektrisch isolierende Polymere in Betracht. Vorzugsweise ein synthetischer Kunststoff. Der Kunststoff ist dabei insbesondere aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) gebildet. Auf diese Weise wird einerseits ein mechanisch vergleichsweise widerstandsfähiges Verbindungselement bereitgestellt und andererseits der Produktionsaufwand vergleichsweise gering gehalten. Ferner wird auf diesem Wege ein Verbindungselement bereitgestellt, das über seine gesamte Raumerstreckung die gleichen Materialeigenschaften bietet. Alternativ kann das Verbindungselement aus zwei oder mehreren elektrisch isolierenden Materialen gebildet sein. Diese können im Verbindungselement homogen verteilt oder getrennt voneinander, insbesondere in separaten Schichten, vorliegen. Dies bietet den Vorteil eine hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften optimierte Anschlusseinrichtung für unterschiedlichste Anwendungsbereiche und Batterietypen bereitstellen zu können. Vorzugsweise entspricht der Umfang des Verbindungselements dem Umfang der Bauteile. Hierdurch wird eine optimale mechanische Abstützung der Bauteile durch das Verbindungselement erreicht. Ferner wird eine Berührung der Bauteile in Folge unsachgemäßer Krafteinwirkung vollständig verhindert, wodurch die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses unter Umgehung des Nebenwiderstands in vorteilhafter Weise vermieden wird.According to the invention, the connecting element is designed to be electrically insulating. Preferably, the connecting element is formed for this purpose of electrically insulating material. For this purpose, in particular electrically insulating polymers into consideration. Preferably a synthetic plastic. The plastic is formed in particular from a thermoplastic elastomer (TPE). In this way, on the one hand, a mechanically comparatively resistant connecting element is provided and, on the other hand, the production effort is kept comparatively low. Furthermore, a connecting element is provided in this way, which offers the same material properties over its entire space extent. Alternatively, the connecting element may be formed from two or more electrically insulating materials. These can be distributed homogeneously in the connecting element or can be present separately from one another, in particular in separate layers. This offers the advantage of being able to provide a connection device optimized for its mechanical properties for a wide variety of application areas and battery types. Preferably, the circumference of the connecting element corresponds to the circumference of the components. As a result, an optimal mechanical support of the components is achieved by the connecting element. Furthermore, a contact of the components as a result of improper force is completely prevented, whereby the risk of electrical short circuit bypassing the shunt resistor is advantageously avoided.

Gemäß einem bevorzugten Merkmale der Erfindung ist das Verbindungselement als Spritzgussteil ausgebildet. Hierdurch kann insbesondere der Herstellungsaufwand des Verbindungselements im besonderen und der Anschlusseinrichtung im allgemeinen gesenkt werden. Hierbei wird ein Zwischenerzeugnis bestehend aus dem ersten und zweiten Bauteil, und dem wenigstens einen Nebenwiderstand in eine geeignete Gussform eingebracht. Anschließend wird eine Gussmasse in die Gussform eingespritzt. Das resultierende Verbindungselement füllt entsprechend sämtliche vom Zwischenerzeugnis bereitgestellten Volumenräume aus. Auf diesem Wege kann eine besonders stabile mechanische Verbindung zwischen Verbindungselement, erstem und zweitem Bauteil sowie dem Nebenwiderstand realisiert werden.According to a preferred feature of the invention, the connecting element is designed as an injection molded part. In this way, in particular, the production cost of the connecting element in particular and the connection device can be lowered in general. Here, an intermediate product consisting of the first and second component, and the at least one shunt resistor is introduced into a suitable casting mold. Subsequently, a casting compound is injected into the mold. The resulting connector accordingly fills all the volume spaces provided by the intermediate product. In this way, a particularly stable mechanical connection between the connecting element, the first and second component and the shunt resistor can be realized.

Erfindungsgemäß sind die Bauteile elektrisch leitend ausgebildet. Vorzugsweise sind die Bauteile zu diesem Zweck aus elektrisch leitendem Material gebildet. Bevorzugt handelt es sich bei diesem Material um ein metallisches Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Vorzugsweise ist dies Kupfer. Alternativ können die Bauteile auch aus einem nicht oder vergleichsweise schlecht elektrisch leitendem Basismaterial gebildet und mit einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit beschichtet sein. Insbesondere kann das Basismaterial dabei aus Kunststoff gebildet sein. Hierdurch können die Bauteile mittels üblicher Verfahren als Spritzgussteil hergestellt und anschließend beschichtet werden. Das unbeschichtete Bauteil ist damit der Massenproduktion zugänglich und kann als Fertigbauteil bereitgestellt werden, was vorteilhafterweise zu einer Reduzierung des Produktionsaufwand des Nebenwiderstands insgesamt führt. Ferner kann auf diesem Wege das Gewicht des Nebenwiderstands reduziert werden, was hinsichtlich solcher Anwendungen von Vorteil ist, bei denen ein hohes Gewicht von Nachteil ist. Dies betrifft insbesondere Anwendungen in der Fahrzeug- sowie Luft- und Raumfahrtindustrie, bei denen ein hohes Gewicht gleichzeitig zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und erhöhtem Verschleiß führt. Diese nachteiligen Effekte können durch diese Ausgestaltung der Erfindung in vorteilhafter Weise reduziert werden.According to the invention, the components are designed to be electrically conductive. Preferably, the components are formed for this purpose of electrically conductive material. This material is preferably a metallic material with high electrical conductivity. This is preferably copper. Alternatively, the components may also be formed from a base material that is not or comparatively poorly electrically conductive and coated with a material having a high electrical conductivity. In particular, the base material may be formed from plastic. As a result, the components can be produced by conventional methods as an injection molded part and then coated. The uncoated component is thus accessible to mass production and can be made available as a prefabricated component, which advantageously leads to a reduction in the production expenditure of the secondary resistor as a whole. Further, in this way, the weight of the shunt resistor can be reduced, which is advantageous in terms of those applications in which a high weight is disadvantageous. This applies in particular to applications in the automotive and aerospace industries, where high weight at the same time leads to increased fuel consumption and increased wear. These adverse effects can be reduced by this embodiment of the invention in an advantageous manner.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind die Bauteile flächig ausgebildet. Sie stellen demnach wenigstens zwei einander gegenüberliegende Außenflächen zur Kontaktierung mit dem Verbindungselement und dem wenigstens einen Nebenwiderstand bereit. Vorzugsweise sind die Bauteile dabei als Ringteile ausgebildet. Hierbei kann es vorgesehen sein, das erste Bauteil, das zweite Bauteil oder beide Bauteile jeweils als Ringteil auszubilden. Ein Ringteil stellt hierbei ein vorzugsweise zentrales Loch bereit, welches der Anordnung der Anschlusseinrichtung an der Batterie dient.According to a preferred feature of the invention, the components are formed flat. They therefore provide at least two opposing outer surfaces for contacting with the connecting element and the at least one shunt resistor. Preferably, the components are designed as ring parts. In this case, it may be provided to design the first component, the second component or both components in each case as a ring part. A ring member in this case provides a preferably central hole, which serves the arrangement of the connection device to the battery.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Bauteile erste Ausnehmungen auf. Die ersten Ausnehmungen stellen dabei einen Volumenraum zur teilweisen Aufnahme des Nebenwiderstands zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Nebenwiderstand und den Bauteilen bereit. Die ersten Ausnehmungen sind in der Aufsicht vorzugsweise kreisförmig ausgebildet. Vorzugsweise sind die ersten Ausnehmungen des ersten und des zweiten Bauteils hinsichtlich ihrer Positionierung miteinander korrespondierend in dem jeweiligen Bauteil angeordnet. Vorzugsweise weisen die ersten Ausnehmungen einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf. Der erste Abschnitt weist dabei vorzugsweise einen größeren Innendurchmesser auf als der zweite Abschnitt. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt sind vorzugsweise in Tiefenrichtung des Bauteils koaxial übereinander angeordnet. Vorzugsweise stellt der zweite Abschnitt erstabschnittseitig durch seinen im Vergleich zum ersten Abschnitt geringeren Innendurchmesser eine Kontaktfläche zur Kontaktierung des Nebenwiderstands bereit.According to a preferred embodiment of the invention, the components have first recesses. The first recesses provide a volume space for partially receiving the shunt resistor for producing an electrically conductive connection between the shunt resistor and the components. The first recesses are preferably circular in plan view. Preferably, the first recesses of the first and the second component are arranged with respect to their positioning corresponding to each other in the respective component. Preferably, the first recesses have a first portion and a second portion. The first section preferably has a larger one Inner diameter on than the second section. The first section and the second section are preferably arranged coaxially one above the other in the depth direction of the component. The second section preferably provides a contact surface for contacting the shunt resistor on the first section side due to its smaller inner diameter compared to the first section.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Nebenwiderstand in das Verbindungselement eingebettet. hierdurch sind die Kontaktstellen zwischen Bauteilen und Nebenwiderstand durch die Einbettung in den Nebenwiderstands gegenüber einer in Richtung der Flächenerstreckung der Bauteile gerichteten Krafteinwirkung geschützt. Die Kraft wirkt hierdurch unmittelbar auf das Verbindungselement, aber nur mittelbar auf den Nebenwiderstand. Der überwiegende Teil der einwirkenden Kraft wird daher vom Verbindungselement absorbiert. Die mittelbar auf den Nebenwiderstand und die Kontaktstellen zwischen Nebenwiderstand und Bauteilen wirkende Kraft wird derart abgeschwächt, dass eine Beschädigung des Nebenwiderstands in vorteilhafter Weise verhindert wird.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one shunt resistor is embedded in the connecting element. As a result, the contact points between components and shunt resistance are protected by embedding in the shunt resistor with respect to a directed in the direction of the surface extension of the components force. The force acts thereby directly on the connecting element, but only indirectly on the shunt resistance. The majority of the applied force is therefore absorbed by the connecting element. The force acting indirectly on the shunt resistor and the contact points between shunt and components is so attenuated that damage to the shunt resistor is advantageously prevented.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Nebenwiderstand aus einer Legierung gebildet. Vorzugsweise besteht die Legierung aus wenigstens zwei Metallen der Gruppe Kupfer, Mangan, Aluminium und Nickel. Besonders bevorzugt sind dabei Legierungen der Zusammensetzung Cu₇₁Mn₂₅Al₄, Cu₈₄Mn₁₂Ni₄ oder Cu₅₅Ni₄₄Mn₁. Diese Legierungen zeichnen sich einerseits durch einen über weite Temperarturbereiche annähernd konstanten spezifischen Widerstands-Temperaturkoeffizienten aus und verfügen ferner über eine insbesondere bei der bestimmungsgemäßen Verwendung zur Strommessung an Batterien vorteilhafte mechanische Stabilität.According to a preferred embodiment of the invention, the shunt resistor is formed from an alloy. Preferably, the alloy consists of at least two metals of the group copper, manganese, aluminum and nickel. Alloys of the composition Cu ₇₁ Mn ₂₅ Al ₄ , Cu ₈₄ Mn ₁₂ Ni ₄ or Cu ₅₅ Ni ₄₄ Mn ₁ are particularly preferred. On the one hand, these alloys are distinguished by a specific resistance temperature coefficient which is approximately constant over a wide range of temperature ranges and, moreover, have a mechanical stability that is advantageous in particular for the intended use of current measurement on batteries.

Vorzugsweise ist der Nebenwiderstand als stabförmiges Element ausgebildet. Vorzugsweise weist er zu diesem Zweck eine zylindrische Form auf. Bevorzugt verfügt der Nebenwiderstand über einen einendseitigen Endabschnitt und einen sich an den Endabschnitt unmittelbar anschließenden Mittelabschnitt. Vorzugsweise weist der Endabschnitt gegenüber dem Mittelabschnitt einen kleineren Durchmesser auf. Vorzugsweise stellt der Mittelabschnitt endabschnittseitig eine Anlagefläche bereit. Der Endabschnitt und die Anlagefläche stehen dabei mit dem Bauteil in Wirkkontakt. Besonders bevorzugt verfügt der Nebenwiderstand über jeweils einen einendseitigen Endabschnitt. Dabei ist der Mittelabschnitt den endseitigen Abschnitten unmittelbar zwischengeordnet und stellt jeweils eine endabschnittseitige Anlagefläche bereit. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Endabschnitt des Nebenwiderstands von einem zweiten Abschnitt einer ersten Ausnehmung eines Bauteils aufgenommen. Weiter bevorzugt ist der Mittelabschnitt des Nebenwiderstands teilweise vom ersten Abschnitt der ersten Ausnehmung aufgenommen. Weiter bevorzugt steht die Kontaktfläche des zweiten Abschnitts einer ersten Ausnehmung eines Bauteils dabei in flächigem, vorzugsweise vollflächigem Kontakt mit der Anlagefläche des Mittelabschnitts des Nebenwiderstands.Preferably, the shunt resistor is formed as a rod-shaped element. Preferably, it has a cylindrical shape for this purpose. Preferably, the shunt has an end-side end portion and a central portion immediately adjacent to the end portion. Preferably, the end portion has a smaller diameter than the central portion. Preferably, the central portion provides a contact surface on the end side. The end portion and the contact surface are in operative contact with the component. Particularly preferably, the shunt has a respective end-side end section. In this case, the middle section is the end-side sections directly interposed and each provides an end-portion-side contact surface. According to a particularly preferred embodiment of the invention, an end portion of the shunt resistor is received by a second portion of a first recess of a component. More preferably, the central portion of the shunt resistor is partially received by the first portion of the first recess. More preferably, the contact surface of the second portion of a first recess of a component is in planar, preferably full-surface contact with the contact surface of the central portion of the shunt resistor.

Hierbei sind zwischen den Bauteilen eine Mehrzahl von stabförmigen Nebenwiderständen anordbar. Die genaue Zahl ist in Abhängigkeit der maximalen Stromstärke der Batterie festlegbar. Vorzugsweise weist die Anschlusseinrichtung drei bis sechs, besonders bevorzugt fünf Nebenwiderstände auf.Here, a plurality of rod-shaped shunt resistors can be arranged between the components. The exact number can be determined depending on the maximum current of the battery. Preferably, the connection device has three to six, particularly preferably five shunt resistors.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Nebenwiderstand als ring- oder rohrförmiger Abschnitt ausgebildet sein. Dieser Abschnitt kann im Querschnitt beliebig, insbesondere eckig, oval, kreisförmig oder dergleichen ausgebildet sein. Der Abschnitt ist aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise aus einer der bevorzugten Legierungen gebildet. Im endmontierten Zustand steht der Abschnitt einendseitig in elektrischem Kontakt mit dem ersten Bauteil und anderenendseitig in elektrischem Kontakt mit dem zweiten Bauteil. Die Kontaktierung kann dabei mittelbar oder unmittelbar körperlicher Art sein. Vorzugsweise sind erstes Bauteil, ring- oder rohrförmiger Abschnitt und zweites Bauteil koaxial zueinander ausgerichtet und in Richtung der Rotationsachse übereinander angeordnet. Vorzugsweise ist der Abschnitt in dieser Ausgestaltung im Querschnitt kreisförmig ausgebildet. Der Radius des Abschnitts ist dabei korrespondierend mit der radialen Beabstandung der ersten Ausnehmungen auf dem ersten und dem zweiten Bauteil gewählt. In Weiterbildung der Erfindung können die ersten Ausnehmungen in radialer Richtung soweit erweitert werden, dass sie eine einzige, radial durchgehend verlaufende Nut zur Aufnahme der jeweiligen Abschnittsenden bilden. In diesem besonderen Fall ist die Verbindung zwischen erstem und zweitem Bauteil und dem Abschnitt nach Art einer Nut-Feder-Verbindung ausgestaltet. Es hat sich herausgestellt, dass diese alternative Ausgestaltung der Erfindung mechanisch besonders stabil ist.According to an alternative embodiment of the invention, the shunt resistor may be formed as a ring or tubular portion. This section can be formed in any desired cross section, in particular angular, oval, circular or the like. The section is formed of an electrically conductive material, preferably one of the preferred alloys. In the final assembled state, the section is in electrical contact with the first component at one end and at the other end in electrical contact with the second component. The contact can be directly or indirectly physical. Preferably, the first component, annular or tubular portion and second component are aligned coaxially with each other and arranged one above the other in the direction of the axis of rotation. Preferably, the portion in this embodiment is circular in cross section. The radius of the section is chosen to correspond to the radial spacing of the first recesses on the first and the second component. In a further development of the invention, the first recesses in the radial direction can be expanded so far that they form a single, radially extending groove for receiving the respective section ends. In this particular case, the connection between the first and second component and the section is designed in the manner of a tongue and groove connection. It has been found that this alternative embodiment of the invention is mechanically particularly stable.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung weisen die Bauteile zweite Ausnehmungen auf. Die zweiten Ausnehmungen stellen dabei einen Volumenraum zur teilweisen Aufnahme des Verbindungselements bereit. Vorzugsweise sind die zweiten Ausnehmungen in der Aufsicht kreisförmig ausgebildet. Vorzugsweise sind die zweiten Ausnehmungen des ersten und des zweiten Bauteils hinsichtlich ihrer Positionierung miteinander korrespondierend in dem jeweiligen Bauteil angeordnet. Alternativ sind die zweiten Ausnehmungen des ersten und des zweiten Bauteils hinsichtlich ihrer Positionierung versetzt zueinander auf dem jeweiligen Bauteil angeordnet. Vorzugsweise sind die zweiten Ausnehmungen mit einem Innendurchmesser ausgebildet, der geringer ist, als der Innendurchmesser der ersten Abschnitte der ersten Ausnehmungen und der größer ist, als der Innendurchmesser der zweiten Abschnitte der ersten Ausnehmungen. Es hat sich ergeben, dass diese Größenverhältnisse der Innendurchmesser der Ausnehmungen in Verbindung mit den Aussendurchmessern der jeweiligen von den Ausnehmungen aufgenommenen Bauteile zu einer synergetischen Verbesserung der mechanischen Stabilität gegenüber nicht bestimmungsgemäßer mechanischer Belastung der Anschlusseinrichtung führt.According to a preferred feature of the invention, the components are second Recesses on. The second recesses provide a volume space for partially receiving the connecting element ready. Preferably, the second recesses are circular in plan view. Preferably, the second recesses of the first and the second component are arranged with respect to their positioning corresponding to each other in the respective component. Alternatively, the second recesses of the first and the second component with respect to their positioning offset from one another are arranged on the respective component. Preferably, the second recesses are formed with an inner diameter which is smaller than the inner diameter of the first portions of the first recesses and which is larger than the inner diameter of the second portions of the first recesses. It has been found that these size ratios of the inner diameter of the recesses in conjunction with the outer diameters of the respective components received by the recesses leads to a synergistic improvement of the mechanical stability against improper mechanical loading of the connection device.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Bauteile, insbesondere in ihrer bevorzugten Ausgestaltung als Ringteile, mit kreisförmigem Umfang ausgebildet. Vorzugsweise sind die Nebenwiderstand dabei radial beabstandet voneinander angeordnet. Vorzugsweise sind die ersten Ausnehmungen zur Aufnahme der Nebenwiderstände radial beabstandet voneinander auf dem jeweiligen Bauteil angeordnet. Vorzugsweise sind die zweiten Ausnehmungen zur teilweisen Aufnahme des Verbindungselements radial beabstandet voneinander in dem jeweiligen Bauteil angeordnet. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten und zweiten Ausnehmungen des jeweiligen Bauteils radial von einander beabstandet und einander abwechselnd in dem jeweiligen Bauteil angeordnet.According to a preferred embodiment of the invention, the components, in particular in their preferred embodiment as ring parts, are formed with a circular circumference. Preferably, the shunt resistor are arranged radially spaced from each other. Preferably, the first recesses for receiving the shunt resistors are arranged radially spaced from each other on the respective component. Preferably, the second recesses for partially receiving the connecting element are arranged radially spaced from each other in the respective component. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the first and second recesses of the respective component are radially spaced from each other and arranged alternately in the respective component.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung weist das Verbindungselement Vorsprünge auf. Vorzugsweise weisen die Vorsprünge einen mit dem Innenumfang der zweiten Ausnehmungen der Bauteile korrespondieren Außenumfang auf. Vorzugsweise sind die Vorsprünge des Verbindungselements von den zweiten Ausnehmungen der Bauteile aufgenommen. Hierdurch wird in vorteilhafterweise für eine ortsfeste Positionierung des Verbindungselements Sorge getragen. Ferner dienen die Vorsprünge der für die mechanische Stabilität der Anschlusseinrichtung vorteilhaften Kraftübertragung vom Bauteil auf das Verbindungselement.According to a further preferred feature of the invention, the connecting element has projections. The projections preferably have an outer circumference corresponding to the inner circumference of the second recesses of the components. Preferably, the projections of the connecting element are received by the second recesses of the components. As a result, care is taken for a fixed positioning of the connecting element in an advantageous manner. Furthermore, the projections serve for the mechanical stability of the connection device advantageous power transmission from the component to the connecting element.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist die Anschlusseinrichtung über Befestigungsmittel am Anschlusspol befestigbar ausgebildet. In Betracht kommen hierbei prinzipiell unlösbare und lösbare Befestigungen. Eine unlösbare Befestigung kann insbesondere durch Kleben, Löten oder Schweißen hergestellt werden. Eine solche Art der Befestigung ist mechanisch besonders stabil und kann aufgrund dessen bei mechanisch vergleichsweise stark beanspruchten Batteriesystemen von Vorteil sein. Lösbare Befestigungen umfassen insbesondere den Einsatz von Rastmitteln, Schrauben oder Verbindungsbeschlägen. Eine solche Art der Befestigung ist insbesondere mit Hinblick auf die Wartung oder den Ersatz von Anschlusseinrichtungen von Vorteil, da diese zu den vorgenannten Zwecken vom Anschlusspol der Batterie zerstörungsfrei entfernt werden können. Dies ist auch hinsichtlich einer möglichen Nachrüstung von bestehenden Batterien mit einer erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung von Vorteil. Besonders bevorzugt ist hierbei die mechanische Befestigung der Anschlusseinrichtung am Anschlusspol mittels einer Schraube. In diesem Fall weist die Anschlusseinrichtung ein die Bauteile und das Verbindungselement durchdringendes Durchgangsloch zur Durchführung eines Schraubenschafts auf. Die Rotationsachse des Durchgangsloches ist dabei vorzugsweise koaxial mit der Rotationsachse der Anschlusseinrichtung angeordnet. Das Durchgangsloch ist dabei vorzugsweise durchgängig mit einem solchen Innendurchmesser ausgebildet, dass der Schraubenschaft bei bestimmungsgemäßer Befestigung das Durchgangsloch unter Belassung eines radialen Spalts beabstandet von dessen Innenwandung durchdringt. Hierdurch wird ein unerwünschter elektrischer Kontakt zwischen Schraube und Anschlusseinrichtung in vorteilhafter Weise vermieden.According to a preferred feature of the invention, the connection device is designed fastenable via fastening means on the connection pole. In this case come in principle insoluble and releasable fasteners. An insoluble attachment can be made in particular by gluing, soldering or welding. Such a type of attachment is mechanically very stable and can be advantageous due to this in mechanically relatively stressed battery systems. Detachable fasteners include in particular the use of locking means, screws or connecting fittings. Such a type of attachment is particularly advantageous with regard to the maintenance or replacement of connection devices, since they can be removed from the terminal pole of the battery nondestructively for the aforementioned purposes. This is also advantageous in terms of a possible retrofitting of existing batteries with a connection device according to the invention. Particularly preferred in this case is the mechanical attachment of the connection device at the connection pole by means of a screw. In this case, the connection device has a through hole penetrating the components and the connection element for passing through a screw shaft. The axis of rotation of the through hole is preferably arranged coaxially with the axis of rotation of the connection device. The through hole is preferably formed throughout with such an inner diameter that the screw shaft when properly fastened penetrates the through hole while leaving a radial gap spaced from the inner wall. As a result, an undesirable electrical contact between the screw and connection device is advantageously avoided.

Das erste und das zweite Bauteil weisen ferner jeweils eine Durchgangslochöffnung auf. Die Durchgangslochöffnung des ersten Bauteils ist bei bestimmungsgemäßer Befestigung dem Schraubenende zugewandt. Die Durchgangslochöffnung des zweiten Bauteils ist bei bestimmungsgemäßer Befestigung dem Schraubenkopf zugewandt. Das zweite Bauteil ist dabei derart ausgebildet, dass der Schraubenkopf bei bestimmungsgemäßer Befestigung eine Kraft in Anschlusspolrichtung über das zweite Bauteil auf die Anschlusseinrichtung überträgt. Zu diesem Zweck kann es insbesondere vorgesehen sein, das Durchgangsloch und/oder die Durchgangslochöffnung des zweiten Bauteil mit im Vergleich zum Durchmesser der bestimmungsgemäß verwendeten Schraube mit verkleinertem Durchmesser auszubilden.The first and second components further each have a through hole opening. The through-hole opening of the first component faces the end of the screw when properly fastened. The through hole opening of the second component is facing the screw head when properly fastened. The second component is designed in such a way that the screw head transmits a force in Anschlußpolrichtung via the second component to the connection device when properly attached. For this purpose, it can be provided in particular to form the through hole and / or the through hole opening of the second component with compared to the diameter of the intended use screw with reduced diameter.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist das erste Bauteil der Anschlusseinrichtung mit dem Anschlusspol elektrisch verbindbar ausgebildet. Die Verbindung kann dabei mittelbar oder unmittelbar ausgestaltet sein. Mittelbar bedeutet in diesem Zusammenhang die Herstellung einer elektrischen Verbindung über zusätzliche Leitungselemente, wie insbesondere Stromkabel oder dergleichen. Diese Ausgestaltung gestattet eine Anordnung der Anschlusseinrichtung entfernt vom Anschlusspol. Je nach Batterietyp und/oder örtlicher Gegebenheiten, die lediglich eine räumlich beengte Batterieanordnung zulassen, kann eine solche Ausgestaltung von Vorteil sein. Bei einer unmittelbaren elektrischen Verbindung ist hingegen ein direkter Kontakt zwischen einem elektrisch leitenden Anschlussbereich des ersten Bauteils und einem elektrisch leitenden Anschlussbereich des Anschlusspols hergestellt. Vorzugsweise ist der Anschlussbereich des ersten Bauteils dabei in Entsprechung eines Anschlussbereiches eines aus dem Stand der Technik bekannten ansonsten unmittelbar mit dem Anschlusspol elektrisch verbundenen Stromabnehmers ausgebildet. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere hinsichtlich einer möglichen Nachrüstung von bestehenden Batterien mit einer erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung von Vorteil, da bereits bestehende Anschlussbereiche der nachzurüstenden Anschlusspole in einfacher Weise genutzt werden können. Vorzugsweise weist der Anschlussbereich des ersten Bauteils eine mit dem Anschlussbereich des Anschlusspols korrespondierende Form auf. Im Falle, dass die Anschlusseinrichtung über ein Durchgangsloch verfügt, ist es vorgesehen, dass der Anschlussbereich des ersten Bauteils von der Innenwandung des vom ersten Bauteil bereitgestellten Teils des Durchgangsloches gebildet ist. Alternativ oder in Kombination mit dieser Ausgestaltung kann es ferner vorgesehen sein, dass der Anschlussbereich des ersten Bauteils weitere Bereiche des ersten Bauteils umfasst. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Anschlussbereich einen sich ringförmig an die Durchgangslochöffnung anschließenden und diese in sich aufnehmenden Teil der anschlusspolseitigen Oberfläche des ersten Bauteils umfasst.According to a preferred feature of the invention, the first component is the Connection device formed electrically connected to the terminal pole. The connection can be designed directly or indirectly. Indirect means in this context the production of an electrical connection via additional line elements, such as power cables or the like. This embodiment allows an arrangement of the connection device away from the terminal pole. Depending on the type of battery and / or local circumstances, which allow only a cramped battery arrangement, such a configuration may be beneficial. In the case of a direct electrical connection, however, direct contact is established between an electrically conductive connection region of the first component and an electrically conductive connection region of the connection pole. In this case, the connection region of the first component is preferably designed in correspondence with a connection region of a current collector otherwise directly connected to the connection pole and known from the prior art. Such an embodiment is particularly advantageous in terms of a possible retrofitting of existing batteries with a connection device according to the invention, since already existing connection areas of the retrofitted connection poles can be used in a simple manner. The connection region of the first component preferably has a shape corresponding to the connection region of the connection pole. In the case where the connection device has a through-hole, it is provided that the connection region of the first component is formed by the inner wall of the part of the through-hole provided by the first component. Alternatively or in combination with this embodiment, it may further be provided that the connection region of the first component comprises further regions of the first component. In particular, provision may be made for the connection region to comprise a part of the connection-terminal-side surface of the first component that adjoins the through-hole opening in an annular manner and receives it.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist das zweite Bauteil der Anschlusseinrichtung mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Stromabnehmer elektrisch verbindbar ausgebildet. Die Verbindung kann dabei wiederum mittelbar oder unmittelbar ausgestaltet sein. Im Falle einer unmittelbaren elektrischen Verbindung zwischen zweitem Bauteil und Stromabnehmer stellt das zweite Bauteil einen geeigneten Anschlussbereich bereit. Dieser ist vorzugsweise in Entsprechung des Anschlussbereiches eines Anschlusspols einer aus dem Stand der Technik bekannten Batterie ausgebildet. Vorzugsweise weist der Anschlussbereich des ersten Bauteils dabei eine mit einem Anschlussbereich des Stromabnehmers korrespondierende Form auf. Im Falle, dass die Anschlusseinrichtung über ein Durchgangsloch verfügt, ist es dabei insbesondere vorgesehen, dass das zweite Bauteil einen die Durchgangslochöffnung, vorzugsweise vollständig, radial einfassenden Rand aufweist. Der Rand ist vorzugsweise gegenüber der äußeren Oberfläche des zweiten Bauteils erhöht ausgebildet. Der Rand dient damit der Kontaktierung des Stromabnehmers, wie insbesondere einem aus dem Stand der Technik bekannten Verbinder, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Rand und Stromabnehmer.According to a preferred feature of the invention, the second component of the connection device is designed to be electrically connectable to a current collector known from the prior art. The connection can in turn be designed directly or indirectly. In the case of a direct electrical connection between the second component and the current collector, the second component provides a suitable connection region. This is preferably designed in correspondence with the connection region of a connection pole of a battery known from the prior art. Preferably, the connection region of the first component has a shape corresponding to a terminal region of the current collector. In the case that the connection device has a through hole, it is provided in particular that the second component has a through hole opening, preferably completely, radially bordering edge. The edge is preferably formed increased with respect to the outer surface of the second component. The edge thus serves for contacting the current collector, in particular a connector known from the prior art, for producing an electrical connection between edge and current collector.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind die Bauteile und das Verbindungselement außenseitig mit einer elektrischen Isolation versehen. Diese kann insbesondere in Form einer elektrisch isolierenden Ummantelung oder Beschichtung ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Beschichtung oder die Ummantelung zweistückig mit dem Verbindungselement ausgebildet. Alternativ kann die Beschichtung einstückig mit dem Verbindungselement ausgebildet sein. In diesem Fall wird zur Herstellung des Nebenwiderstands eine Anordnung aus den beiden Bauteilen und dem wenigstens einen Nebenwiderstand in einer Gussform platziert. Alsdann wird eine Kunststoffgussmasse in die Gussform eingebracht und bildet nach dem Aushärten Verbindungselement und Beschichtung. Diese Verfahrensweise ist selbstverständlich unter Verwendung einer geeigneten Gussform auch für die Herstellung und Anordnung des Verbindungselements oder der Beschichtung alleine geeignet. Durch die Beschichtung kann die Bildung unerwünschter elektrischer Bypässe ausgehend von den Bauteilen in vorteilhafter Weise verhindert werden.According to a preferred feature of the invention, the components and the connecting element are provided on the outside with an electrical insulation. This can be formed in particular in the form of an electrically insulating sheathing or coating. Preferably, the coating or the sheath is formed in two pieces with the connecting element. Alternatively, the coating may be formed integrally with the connecting element. In this case, an arrangement of the two components and the at least one shunt resistor is placed in a mold for the production of the shunt resistor. Then a plastic casting material is introduced into the mold and forms after curing connecting element and coating. This procedure is of course also suitable for the production and arrangement of the connecting element or the coating alone using a suitable casting mold. By coating the formation of unwanted electrical bypasses can be prevented starting from the components in an advantageous manner.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung ist der Anschlussbereich des ersten Bauteils isolationsfrei, vorzugsweise beschichtungsfrei, ausgebildet. Hierdurch wird in Kombination mit der übrigen, vollständigen äußeren elektrisch isolierenden Beschichtung des ersten Bauteils die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Anschlussbereich des ersten Bauteils und einem Anschlusspol in vorteilhafter Weise ermöglicht, ohne dass es zur Ausbildung unerwünschter elektrischer Bypässe an sonstigen Teilen des ersten Bauteils kommt.According to a further preferred feature of the invention, the connection region of the first component is insulation-free, preferably coating-free. In this way, in combination with the remaining, complete outer electrically insulating coating of the first component, the production of an electrical connection between the connection region of the first component and a connection pole is made possible in an advantageous manner, without causing unwanted electrical bypasses to other parts of the first component ,

Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung ist der Anschlussbereich des zweiten Bauteils isolationsfrei, vorzugsweise beschichtungsfrei, ausgebildet. Hierdurch wird in Kombination mit der übrigen, vollständigen äußeren elektrisch isolierenden Beschichtung des zweiten Bauteils die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Anschlussbereich des zweiten Bauteils und einem Stromabnehmer in vorteilhafter Weise ermöglicht, ohne dass es zur Ausbildung unerwünschter elektrischer Bypässe an sonstigen Teilen des zweiten Bauteils kommt.According to a further preferred feature of the invention, the connection region of the second component is insulation-free, preferably coating-free. This is combined with the rest, complete external electrically insulating Coating the second component allows the production of an electrical connection between the terminal region of the second component and a current collector in an advantageous manner, without causing unwanted electrical bypasses to other parts of the second component.

Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird ferner eine Batterieanordnung vorgeschlagen, aufweisend eine Batterie, eine erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung und einen Stromabnehmer, wobei die Batterie Anschlusspole bereitstellt, wobei die Anschlusseinrichtung zwischen einem der Anschlusspole und dem Stromabnehmer angeordnet ist und diese elektrisch miteinander verbindet.To solve the problem underlying the invention, a battery arrangement is further proposed, comprising a battery, a connection device according to the invention and a current collector, wherein the battery provides connection poles, wherein the connection device is arranged between one of the connection poles and the current collector and electrically connects them.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist die Anschlusseinrichtung gegenüber einer für die aus dem Stand der Technik bekannte Batterieanordnung nicht zu bewältigende Relativbewegung zwischen mehreren Batterien vollständig spannungsfrei gestellt. In Kombination mit der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung ist die Batterieanordnung damit weitgehend unempfindlich gegenüber unsachgemäßer Krafteinwirkung. Hierdurch kann nun erstmals eine Messung der Stromabnahme an einer Batterie über die gesamte Lebensdauer der Batterie im alltäglichen Gebrauch realisiert werden.As a result of the arrangement according to the invention, the connection device is set completely free of tension with respect to a relative movement between a plurality of batteries, which is unmanageable for the battery arrangement known from the prior art. In combination with the connection device according to the invention, the battery arrangement is thus largely insensitive to improper force. As a result, it is now possible for the first time to realize a measurement of the current consumption on a battery over the entire service life of the battery in everyday use.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Anschlusseinrichtung und der Stromabnehmer mittels eines Befestigungsmittels am Anschlusspol befestigt. Als Befestigungsmittel können insbesondere Rastmittel, Schrauben, Verbindungsbeschläge oder dergleichen eingesetzt werden. Bevorzugt ist die Befestigung von Stromabnehmer und Anschlusseinrichtung mittels einer Schraube. Hierzu weisen Anschlusseinrichtung und Stromabnehmer jeweils ein Durchgangsloch auf, durch welches die Schraube durchsteckbar ist. Der Anschlusspol stellt zur ordnungsgemäßen Befestigung vorzugsweise ein Schraubloch mit Schraubgewinde bereit. Vorzugsweise sind die Durchgangslöcher von Stromabnehmer und Anschlusseinrichtung sowie das Schraubloch des Anschlusspols unmittelbar übereinander koaxial miteinander angeordnet und sind durch die Schraube in direktem Kontakt gehalten. Hierdurch sind Stromabnehmer, Anschlusseinrichtung und Anschlusspol mechanisch miteinander verbunden, wodurch im Falle einer bestimmungsfremden Krafteinwirkung auf die Batterie verhindert ist, dass es zu einer Relativbewegung zwischen einzelnen Komponenten kommt. Eine hieraus gegebenenfalls resultierende Beschädigung von Anschlusseinrichtung und Anschlusspol kann dadurch vermieden werden, wodurch im Ergebnis einerseits der Wartungsaufwand verringert und die Lebenszeit sowohl von Anschlusseinrichtung, als auch von Batterie in vorteilhafter Weise verlängert wird.According to a preferred embodiment of the invention, the connection device and the current collector are fastened by means of a fastening means at the connection pole. As fastening means in particular locking means, screws, connection fittings or the like can be used. Preferably, the attachment of current collector and connection device by means of a screw. For this purpose, connection device and current collector each have a through hole through which the screw can be pushed. The terminal pole preferably provides a screw hole with a screw thread for proper attachment. Preferably, the through holes of the current collector and the connection device and the screw hole of the connection pole are arranged directly above one another coaxially with one another and are held in direct contact by the screw. As a result, pantograph, connection device and terminal pole are mechanically connected to each other, which is prevented in the case of a non-determining force on the battery that there is a relative movement between individual components. Any damage resulting from this connection device and terminal pole can be avoided, thereby resulting in the maintenance of the one hand reduced and the lifetime of both terminal device, and battery is extended advantageously.

Erfindungsgemäß sind Anschlusspol, Anschlusseinrichtung und Stromabnehmer elektrisch miteinander verbunden. Zu diesem Zweck stellen Anschlusspol und Stromabnehmer jeweils einen anschlusseinrichtungsseitigen Anschlussbereich bereit. Die Anschlusseinrichtung stellt ihrerseits jeweils einen stromabnehmerseitigen Anschlussbereich und einen anschlusspolseitigen Anschlussbereich zur Verfügung. Die einander anschlussmäßig zugeordneten Anschlussbereiche der Komponenten sind dabei miteinander korrespondierend ausgeformt. Um reproduzierbare Messergebnisse zu erhalten, ist es hierbei erforderlich, dass der von der Batterie bereitgestellte Strom ausschließlich durch den Nebenwiderstad fließt. Es ist daher vorgesehen, dass ein elektrisch leitend ausgebildeter anschlusseinrichtungsseitiger Anschlussbereich des Anschlusspols ausschließlich mit dem Anschlussbereich des ersten Bauteil der Anschlusseinrichtung in unmittelbarem elektrischem Kontakt steht. In Vorteilhafterweise kann hierdurch die Bildung von den Nebenwiderstand umgehenden Strombypässen verhindert werden.According to the invention, the connection terminal, connection device and current collector are electrically connected to one another. For this purpose, the terminal post and current collector each provide a terminal side terminal area. The connection device in turn provides a current collector-side connection region and a connection-pole-side connection region. The connection areas of the components which are assigned to one another according to connection are in this case formed corresponding to one another. In order to obtain reproducible measurement results, it is hereby necessary for the current provided by the battery to flow exclusively through the secondary resistor. It is therefore provided that an electrically conductive terminal device-side connection region of the connection pole is in direct electrical contact exclusively with the connection region of the first component of the connection device. Advantageously, this can prevent the formation of current bypasses bypassing the shunt.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung weist die Schraube einen elektrisch isolierten Schraubenkopf und einen sich unmittelbar an den Schraubenkopf anschließenden elektrisch isolierten Schaft auf, wobei die Isolierung des Schafts bei ordnungsgemäßer Befestigung wenigstens im Überlappungsbereich mit den Durchgangsöffnungen von Stromabnehmer und Anschlusseinrichtung ausgebildet ist. Vorzugsweise reicht die Isolierung bei bestimmungsgemäßer Befestigung über den Überlappungsbereich hinaus. Hierdurch kann die Ausbildung unerwünschter Strombypässe über die Schraube in vorteilhafter Weise verhindert werden.According to a preferred feature of the invention, the screw has an electrically insulated screw head and an electrically insulated shaft immediately adjacent to the screw head, wherein the insulation of the shaft is formed with proper attachment at least in the overlapping region with the through holes of current collector and connection device. The insulation preferably extends beyond the overlapping area when fastened as intended. As a result, the formation of undesired current bypasses via the screw can be prevented in an advantageous manner.

Die erfindungsgemäßen und die bevorzugten Merkmale erbringen für sich genommen und in Kombination miteinander eine Reihe von synergetischen Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik. So ist mit der Erfindung erstmals eine Anschlusseinrichtung und eine Batterieanordnung aufweisend eine Anschlusseinrichtung beschrieben, die unempfindlich gegenüber unsachgemäßer mechanischer Krafteinwirkung sind. Es ist daher durch die Erfindung erstmals möglich, die Stromabnahme an einer Batterie über die gesamte Lebensdauer der Batterie im alltäglichen Gebrauch reproduzierbar zu überwachen.The inventive and preferred features, taken alone and in combination, provide a number of synergistic advantages over the prior art. Thus, the invention for the first time describes a connection device and a battery arrangement having a connection device which are insensitive to improper mechanical force. It is therefore possible for the first time by the invention to reproducibly monitor the power consumption of a battery over the entire life of the battery in everyday use.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines für die Gesamtoffenbarung in keiner Weise beschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1: eine Batterieanordnung gemäß dem Stand der Technik in Explosivdarstellung;
Fig. 2: eine Anschlusseinrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung;
Fig. 3: ein erstes Bauteil mit einem Nebenwiderstand gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung;
Fig. 4: einen Teil einer erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung ohne zweites Bauteil in schematischer Darstellung;
Fig. 5: eine außenseitig mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtete Anschlusseinrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung;
Fig. 6: eine Schraube gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung;
Fig. 7: eine erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung mit Schraube in schematischer Darstellung;
Fig. 8: eine Batterieanordnung gemäß der Erfindung in schematischer Explosivdarstellung.

The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment which is in no way intended to limit the overall disclosure. It shows

Fig. 1: a battery assembly according to the prior art in an exploded view;
Fig. 2: a connection device according to the invention in a schematic representation;
Fig. 3: a first component with a shunt resistor according to the invention in a schematic representation;
Fig. 4: a part of a connection device according to the invention without a second component in a schematic representation;
Fig. 5: an externally coated with an electrically insulating material connection device according to the invention in a schematic representation;
Fig. 6: a screw according to the invention in a schematic representation;
Fig. 7: a connection device according to the invention with screw in a schematic representation;
Fig. 8: a battery assembly according to the invention in a schematic exploded view.

Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Batterieanordnung 1. Eine lediglich ausschnittsweise gezeigte Batterie 2 stellt Anschlusspole 3, 4 bereit. Fig. 1 shows a known from the prior art battery assembly 1. A battery only partially shown 2 provides connection poles 3, 4 ready.

Die Anschlusspole 3, 4 sind mit einer Mehrzahl von Batteriezellen elektrisch verbunden. Sie weisen eine außenseitige elektrische Isolierung 54, 55 auf. Der Anschlusspols 3, 4 stellt des Weiteren einen bronzenen Rand 56, 57 bereit, welcher elektrisch leitend und isolationsfrei ausgebildet ist. Der Rand 56, 57 begrenzt dabei ein vom Anschlusspol 3, 4 bereitgestelltes bronzenes Schraubloch 5, 6 aufweisend ein Schraubgewinde. Das Schraubloch 5, 6 dienen der Aufnahme der Schrauben 7, 8. Die Schrauben 7, 8 weisen einen elektrisch isolierten Schraubenkopf auf. Der Schaft 9, 10 der Schraube 7, 8 ist elektrisch leitend ausgebildet und ansonsten elektrisch nicht isoliert.The connection poles 3, 4 are electrically connected to a plurality of battery cells. They have an external electrical insulation 54, 55. The connection pole 3, 4 furthermore provides a bronzed edge 56, 57, which is designed to be electrically conductive and free of insulation. The edge 56, 57 defines a bronzenes screw hole 5, 6 provided by the terminal 3, 4, having a screw thread. The screw hole 5, 6 serve to receive the screws 7, 8. The screws 7, 8 have an electrically insulated screw head. The shaft 9, 10 of the screw 7, 8 is electrically conductive and otherwise not electrically isolated.

Die Schraube 7, 8 dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung des Anschlusspols 5, 6 mit dem Verbinder 11, 12. Der Verbinder 11, 12 dient der elektrischen Koppelung zweier oder einer Mehrzahl von Batterien 2. Die Verbinder 11, 12 weisen hierbei ein Durchgangsloch 13, 14 auf. Der Verbinder 11, 12 weist eine äußere elektrische Isolierung 15, 16 auf. Bei bestimmungsgemäßer Anordnung ist das Durchgangsloch 13, 14 über den Rand 56, 57 des Anschlusspols 3, 4 geführt, wobei die Innenwandung des Loches 13, 14 mit der Außenwandung des Rands 56, 57 in elektrischem Kontakt steht. Auf diesem Wege fließt der Strom sowohl vom Schraubloch 5, 6 des Anschlusspols 3, 4 in die Schraube 7, 8 und anschließend in den Verbinder 11, 12 als auch unmittelbar vom Rand 56, 57 des Anschlusspols 3, 4 in den Verbinder 11, 12.The screw 7, 8 serves for the mechanical attachment and electrical connection of the connection pole 5, 6 with the connector 11, 12. The connector 11, 12 serves for the electrical coupling of two or a plurality of batteries 2. The connectors 11, 12 in this case have a through hole 13, 14 on. The connector 11, 12 has an external electrical insulation 15, 16. When properly arranged, the through hole 13, 14 is guided over the edge 56, 57 of the connection pole 3, 4, wherein the inner wall of the hole 13, 14 with the outer wall of the edge 56, 57 is in electrical contact. In this way, the current flows from both the screw hole 5, 6 of the terminal 3, 4 in the screw 7, 8 and then into the connector 11, 12 as well as directly from the edge 56, 57 of the terminal 3, 4 in the connector 11, 12th ,

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung 17. Die Anschlusseinrichtung 17 weist ein erstes Bauteil 18 in Form eines flächigen Ringteils und ein zweites Bauteil 19 in Form eines flächigen Ringteils auf. Zwischen dem ersten Bauteil 18 und dem zweiten Bauteil 19 ist ein Verbindungselement 20 angeordnet. Die Bauteile 18, 19 sind vorliegend aus Kupfer gebildet. Das Verbindungselement 20 ist vorliegend aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet. Fig. 2 shows a connection device 17 according to the invention. The connection device 17 has a first component 18 in the form of a flat annular part and a second component 19 in the form of a flat annular part. Between the first component 18 and the second component 19, a connecting element 20 is arranged. The components 18, 19 are formed here from copper. The connecting element 20 is in the present case formed from a thermoplastic elastomer.

Die verbindungselementseitigen Oberflächen 21, 22 der Bauteile 18, 19 sind in Richtung ihrer Flächenerstreckung im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Die Bauteile 18, 19 und das Verbindungselement 20 weisen in der Aufsicht eine kreisförmige Form auf. Der aufsichtige Umfang des ersten Bauteils 18, des zweiten Bauteils 19 und des Verbindungselements 20 sind im Wesentlichen identisch ausgebildet. Vorliegend steht die verbindungselementseitige Oberfläche 21 des ersten Bauteils 18 in unmittelbarem vollflächigem Kontakt zu der ihr zugewandten Oberfläche 23 des Verbindungselements 20. Ferner steht die verbindungselementseitige Oberfläche 22 des zweiten Bauteils 19 in unmittelbarem vollflächigem Kontakt zu der ihr zugewandten Oberfläche 24 des Verbindungselements 20. Hierdurch wird eine mechanische Stabilisierung gegenüber unsachgemäßer Krafteinwirkung der Bauteile 18, 19 und der mit ihnen verbundenen, in Fig. 3 näher dargestellten, Nebenwiderständen 25 im Besonderen und der Anschlusseinrichtung 17 im Allgemeinen erreicht.The connecting element-side surfaces 21, 22 of the components 18, 19 are aligned substantially parallel to one another in the direction of their surface extension. The components 18, 19 and the connecting element 20 have a circular shape in the plan view. The supervisory scope of the first component 18, the second component 19 and the connecting element 20 are formed substantially identical. In the present case, the connecting element-side surface 21 of the first component 18 is in direct full-surface contact with the surface 23 of the connecting element 20 facing it. Furthermore, the connecting element-side surface 22 of the second component 19 is in direct full-surface contact with the surface 24 of the connecting element 20 facing it a mechanical stabilization against improper force of the components 18, 19 and associated with them, in Fig. 3 In particular, shunt resistors 25 and in particular the connection device 17 are achieved in general.

Am Beispiel des zweiten Bauteils 19 ist ersichtlich, dass beide Bauteile 18, 19 jeweils über in Fig. 3 im Detail dargestellte fünf erste Ausnehmungen 26 verfügen. Die ersten Ausnehmungen 26 sind radial beabstandet voneinander in den Bauteilen 18, 19 angeordnet. Ferner sind die ersten Ausnehmungen 26 vorliegend äquidistant zueinander beabstandet. Sie dienen der teilweisen Aufnahme von insgesamt fünf Nebenwiderständen 25. Die Bauteile 18, 19 stellen ferner jeweils fünf zweite Ausnehmungen 27 bereit. Die zweiten Ausnehmungen 27 sind radial beabstandet voneinander in den Bauteilen 18, 19 angeordnet. Sie dienen der vollständigen Aufnahme von insgesamt fünf in Fig. 4 näher dargestellten Vorsprüngen 28 des Verbindungselements 20.Using the example of the second component 19, it can be seen that both components 18, 19 each extend over into Fig. 3 shown in detail five first recesses 26 have. The first recesses 26 are arranged radially spaced from each other in the components 18, 19. Furthermore, the first recesses 26 in the present case are equidistant from each other. They serve to partially accommodate a total of five shunt resistors 25. The components 18, 19 furthermore each provide five second recesses 27 ready. The second recesses 27 are arranged radially spaced from each other in the components 18, 19. They serve the complete admission of altogether five in Fig. 4 closer projections 28 of the connecting element 20th

Ferner sind die zweiten Ausnehmungen 27 vorliegend äquidistant zueinander beabstandet. Die ersten Ausnehmungen 26 und die zweiten Ausnehmungen 27 sind dabei einander abwechselnd in den Bauteilen 18, 19 angeordnet. Ferner sind die Bauteile 18, 19 derart angeordnet, dass die Positionierung der ersten Ausnehmungen 26 des ersten Bauteils 18 mit den ersten Ausnehmungen 26 des zweiten Bauteils korrespondiert. Darüber hinaus sind die Bauteile 18, 19 ferner derart angeordnet, dass die Positionierung der zweiten Ausnehmungen 27 des ersten Bauteils 18 mit den zweiten Ausnehmungen 27 des zweiten Bauteils korrespondiert.Furthermore, the second recesses 27 in the present case are equidistant from each other. The first recesses 26 and the second recesses 27 are arranged alternately in the components 18, 19. Furthermore, the components 18, 19 are arranged such that the positioning of the first recesses 26 of the first component 18 corresponds to the first recesses 26 of the second component. In addition, the components 18, 19 are further arranged such that the positioning of the second recesses 27 of the first component 18 corresponds to the second recesses 27 of the second component.

Die Anschlusseinrichtung 17 weist vorliegend ein gewindeloses Durchgangsloch 29 zur Aufnahme und Führung einer erfindungsgemäßen in Fig. 6 näher dargestellten Schraube 30 auf. Dieses durchdringt die gesamte Anschlusseinrichtung 17 in Tiefenrichtung. Vorliegend stellen daher das erste Bauteil 18, das zweite Bauteil 19 und das Verbindungselement 20 jeweils einen Teil des Durchgangsloches 29 bereit. Das Durchgangsloch 29 ist vorliegend in der Aufsicht kreisförmig ausgebildet. Ferner ist das Durchgangsloch 29 koaxial zu der Rotationsachse A der Anschlusseinrichtung 17 in der Anschlusseinrichtung 17 ausgerichtet.In the present case, the connection device 17 has a threadless through hole 29 for receiving and guiding an in accordance with the invention Fig. 6 closer screw 30 shown. This penetrates the entire connection device 17 in the depth direction. In the present case, therefore, the first component 18, the second component 19 and the connecting element 20 each provide a part of the through hole 29. In the present case, the through-hole 29 is circular in plan view. Further, the through hole 29 is aligned coaxially with the rotation axis A of the connector 17 in the connector 17.

Das zweite Bauteil 19 weist einen Rand 31 auf. Der Rand 31 fasst die Durchgangslochöffnung 32 des Durchgangslochs 29 vollständig ein. Er dient dabei der elektrischen Verbindung zwischen Verbinder 11, 12 und der Anschlusseinrichtung 17. Er erstreckt sich im rechten Winkel in Richtung von der äußeren Oberfläche 33 des zweiten Bauteils 19 weg.The second component 19 has an edge 31. The edge 31 completely encloses the through-hole opening 32 of the through-hole 29. It serves the electrical connection between connector 11, 12 and the connection device 17. It extends at right angles in the direction of the outer surface 33 of the second member 19 away.

Der Innendurchmesser des Durchgangsloches 29 der Anschlusseinrichtung 17 entspricht dabei dem Innendurchmesser des Durchgangsloches 13, 14 des Verbinders 11, 12. Darüber hinaus entspricht der Außendurchmesser des Rands 31 der Anschlusseinrichtung 17 dem Außendurchmesser des Rands 56, 57 des Anschlusspols 3, 4. Es wird hierdurch sichergestellt, dass herkömmliche Anschlusspole 3, 4 und herkömmliche Verbinder 11, 12 in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung 17 verwendet werden können. Hierdurch wird es möglich, bestehende Batterien in einfacher Weise mit einer erfindungsgemäßen Anschlusseinrichtung 17 nachzurüsten.The inner diameter of the through hole 29 of the connecting device 17 corresponds In addition, the outer diameter of the edge 31 of the connecting device 17 corresponds to the outer diameter of the edge 56, 57 of the terminal 3, 4. It is thereby ensured that conventional terminal poles 3, 4 and conventional connectors 11, 12 can be used in connection with the connection device 17 according to the invention. This makes it possible to retrofit existing batteries in a simple manner with a connection device 17 according to the invention.

Fig. 3 zeigt ein erstes Bauteil 18 der Anschlusseinrichtung 17 und ein Nebenwiderstand 25. Das erste Bauteil 18 weist erste Ausnehmungen 26 und zweite Ausnehmungen 27 gemäß den in Fig. 2 gezeigten Merkmalen auf. Fig. 3 shows a first component 18 of the connection device 17 and a shunt resistor 25. The first component 18 has first recesses 26 and second recesses 27 according to the in Fig. 2 shown features.

Der Nebenwiderstand 25 ist vorliegend zylinderförmig ausgebildet. Er besteht aus einer Legierung mit der Zusammensetzung Cu₈₄Mn₁₂Ni₄. Er verfügt dabei über zwei beidendseitige Endabschnitte 34 und einen den Endabschnitten unmittelbar zwischengeordneten Mittelabschnitt 35. Die Endabschnitte 34 weisen vorliegend gegenüber dem Mittelabschnitt 35 einen reduzierten Durchmesser auf. Der Mittelabschnitt 35 stellt dabei endabschnittseitig jeweils eine Anlagefläche 36 bereit.The shunt resistor 25 is presently cylindrical. It consists of an alloy with the composition Cu ₈₄ Mn ₁₂ Ni ₄ . In this case, it has two end-side end sections 34 and a central section 35 directly intermediate the end sections. The end sections 34 have a reduced diameter compared to the central section 35 in the present case. In this case, the middle section 35 in each case provides a contact surface 36 on the end section.

Die ersten Ausnehmungen 26 stellen einen Volumenraum zur teilweisen Aufnahme der Nebenwiderstände 25 zur Herstellung jeweils einer elektrischen leitenden Verbindung zwischen dem jeweiligen Nebenwiderstand 25 und den Bauteilen 18, 19 bereit. Die ersten Ausnehmungen 26 weisen vorliegend einen ersten Abschnitt 37 und einen zweiten Abschnitt 38 auf. Der erste Abschnitt 37 weist dabei einen größeren Innendurchmesser auf als der zweite Abschnitt 38. Die zwei Abschnitte 37, 38 sind in Tiefenrichtung des Bauteils koaxial übereinander angeordnet sind. Der zweite Abschnitt 38 stellt erstabschnittseitig durch seinen im Vergleich zum ersten Abschnitt 37 geringeren Innendurchmesser eine Kontaktfläche 39 zur Kontaktierung des Nebenwiderstands 25 bereit.The first recesses 26 provide a volume space for partially receiving the shunt resistors 25 for producing an electrically conductive connection between the respective shunt resistor 25 and the components 18, 19. In the present case, the first recesses 26 have a first section 37 and a second section 38. The first section 37 has a larger inner diameter than the second section 38. The two sections 37, 38 are arranged coaxially one above the other in the depth direction of the component. On the first side, the second section 38 provides a contact surface 39 for contacting the shunt resistor 25 by virtue of its smaller inner diameter compared to the first section 37.

Jeweils ein Endabschnitt 34 eines Nebenwiderstands 25 ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung von einem vom zweiten Abschnitt 38 bereitgestellten Volumenraum vollständig aufgenommen. Hierbei steht die nebenwiderstandseitige Innenwand des zweiten Abschnitts 38 mit der zweitabschnittsseitigen Außenwand des Endabschnitts 34 in flächigem unmittelbaren elektrischem Kontakt.In each case an end portion 34 of a shunt resistor 25 is completely received in the inventive arrangement of a provided by the second portion 38 volume space. Here, the side resistance-side inner wall of the second portion 38 is in communication with the second-portion-side outer wall of the end portion 34 flat direct electrical contact.

Ferner stehen die Anlagefläche 36 des Nebenwiderstands und die Kontaktfläche 39 des zweiten Abschnitts 39 in flächigem unmittelbarem elektrischen Kontakt. Es ist darüber hinaus ersichtlich, dass ein Teil des Mittelabschnitts 35 des Nebenwiderstands 25 unter Belassung eines Spalts 40 vom ersten Abschnitt 37 der ersten Ausnehmung 26 aufgenommen ist.Furthermore, the contact surface 36 of the shunt resistor and the contact surface 39 of the second portion 39 are in surface direct electrical contact. It is also apparent that a portion of the central portion 35 of the shunt resistor 25 is received while leaving a gap 40 from the first portion 37 of the first recess 26.

Fig. 4 zeigt einen Teil der Anschlusseinrichtung 17. Abweichend von Fig. 2 ist das zweite Bauteil 19 entfernt worden. Deutlich erkennbar sind nun die Vorsprünge 28 des Verbindungselements 20. Diese sind beidseitig und einander gegenüberliegend am Körper 41 des Verbindungselements 20 angeordnet. Die Vorsprünge 28 sind vorliegend zylindrisch ausgebildet. Sie sind dabei rechtwinklig zum Körper 41 des Verbindungselements 20 ausgerichtet. Bei bestimmungsgemäßer Anordnung sind die beidseitig angeordneten Vorsprünge 28 von den zweiten Ausnehmungen 27 des ersten Bauteils 18 einerseits und den zweiten Ausnehmungen 27 des zweiten Bauteils 19 andererseits vollständig aufgenommen. Fig. 4 shows a part of the connection device 17. Deviating from Fig. 2 the second component 19 has been removed. Clearly visible are now the projections 28 of the connecting element 20. These are arranged on both sides and opposite one another on the body 41 of the connecting element 20. The projections 28 are cylindrical in the present case. They are aligned at right angles to the body 41 of the connecting element 20. When arranged as intended, the projections 28 arranged on both sides are completely received by the second recesses 27 of the first component 18 on the one hand and the second recesses 27 of the second component 19 on the other hand.

Das Verbindungselement weist ferner dritte Ausnehmungen 42 auf. Diese durchdringen das Verbindungselement 20 vollständig und stellen jeweils einen zylindrischen Volumenraum 43 zur vollständigen Aufnahme des Mittelabschnitts 35 der Nebenwiderstände 25 bereit. Ein Volumenraum 43 wird vorliegend jeweils vom Körper 41 und von einem beidseits am Körper 41 angeordneten Rand 44 begrenzt. Die Ränder 44 des Verbindungselements 20 stellen bauteilseitig eine Randfläche 45 bereit. Die Randfläche 45 schließt kontaktflächenseitig mit der Anlagefläche 36 des korrespondierenden Mittelabschnitts 35 des aufgenommenen Nebenwiderstands 25 bündig ab. Der Rand 44 ist vorliegend im Spalt 40 des ersten Abschnitts 37 der ersten Ausnehmung 26 angeordnet. Er ist insofern im Querschnitt zwischen der erstabschnittsseitigen Außenwand des Endabschnitts 34 und der endabschnittsseitigen Innenwand des ersten Abschnitts 37 angeordnet. Der Rand 44 schließt ferner vorliegend mit der erstabschnittsseitigen Außenwand des Endabschnitts 34 und der endabschnittsseitigen Innenwand des ersten Abschnitts 37 bündig ab. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist eine mechanisch besonders stabile Verbindung zwischen Nebenwiderstand 25 und Bauteilen 18, 19 bereitgestellt. Sie ist durch die erfindungsgemäße Zwischenordnung des Verbindungselements 20 gegenüber unsachgemäße Krafteinwirkungen aus allen drei Raumrichtungen geschützt.The connecting element further has third recesses 42. These penetrate the connecting element 20 completely and in each case provide a cylindrical volume space 43 for completely receiving the middle section 35 of the shunt resistors 25. In the present case, a volume space 43 is bounded in each case by the body 41 and by an edge 44 arranged on both sides on the body 41. The edges 44 of the connecting element 20 provide an edge surface 45 on the component side. The edge surface 45 terminates flush with the contact surface side of the contact surface 36 of the corresponding central portion 35 of the recorded shunt resistor 25. The edge 44 is presently arranged in the gap 40 of the first portion 37 of the first recess 26. In this respect, it is arranged in cross section between the first section-side outer wall of the end section 34 and the end section-side inner wall of the first section 37. The edge 44 also closes in the present case with the first portion-side outer wall of the end portion 34 and the end portion-side inner wall of the first portion 37 flush. The embodiment according to the invention provides a mechanically particularly stable connection between shunt resistor 25 and components 18, 19. It is opposite by the inventive arrangement of the connecting element 20 Improper force effects protected from all three spatial directions.

Fig. 5 zeigt eine Anschlusseinrichtung 17. Die Anschlusseinrichtung 17 weist eine außenseitige Beschichtung 46 auf. Die Beschichtung 46 ist aus einem elektrisch isolierenden Material, vorliegend Kunststoff, gebildet. Die Anschlusseinrichtung 17 ist mit Ausnahme des Rands 31 vollständig mit der Beschichtung 46 beschichtet. Der Rand 31 ist beschichtungsfrei ausgebildet. Hierdurch wird einerseits eine elektrische Verbindung zwischen Anschlusseinrichtung 17 und Verbinder 11, 12 sichergestellt und andererseits die Bildung unerwünschter elektrischer Bypässe ausgehend von der Anschlusseinrichtung 17 vollständig unterbunden. Fig. 5 shows a connection device 17. The connection device 17 has an outside coating 46. The coating 46 is formed from an electrically insulating material, in the present case plastic. The connection device 17 is completely coated with the coating 46, with the exception of the edge 31. The edge 31 is formed without coatings. As a result, on the one hand an electrical connection between the connecting device 17 and connector 11, 12 ensured and on the other hand completely prevented the formation of unwanted electrical bypasses starting from the connection device 17.

Fig. 6 zeigt eine Schraube 30 gemäß der Erfindung. Die Schraube 30 weist einen Schraubenkopf 47 sowie einen Schaft 48 auf. Der Schraubenkopf 47 und ein schraubenkopfseitiger Bereich 49 des Schafts 48 sind durchgehend mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung 50 versehen. Ein endseitiger Bereich 51 des Schafts 48 ist hingegen isolierungsfrei ausgebildet. Bestimmungsgemäß steht der isolierungsfreie Bereich 51 mit dem Schraubgewinde 5, 6 des Anschlusspols 3, 4 in Kontakt. Anschlusseinrichtung 17 und Verbinder 11, 12 stehen im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall hingegen lediglich mit dem elektrisch isolierten Bereich 49 des Schafts 48 in Kontakt. Hierdurch wird einerseits eine mechanische belastbare Verbindung zwischen Anschlusspol 5, 6 einerseits und Anschlusseinrichtung 17 und Verbinder 11, 12 andererseits sichergestellt und zusätzlich die Bildung unerwünschter elektrischer Bypässe unter elektrischer Umgehung der Nebenwiderstände 25 über die Schraube 30 verhindert. Fig. 6 shows a screw 30 according to the invention. The screw 30 has a screw head 47 and a shaft 48. The screw head 47 and a screw head side region 49 of the shaft 48 are provided with an electrically insulating coating 50 throughout. An end-side region 51 of the shaft 48, however, is formed without insulation. According to the invention, the insulation-free region 51 is in contact with the screw thread 5, 6 of the connection pole 3, 4. Connection device 17 and connector 11, 12 are in the intended use case, however, only with the electrically insulated portion 49 of the shaft 48 in contact. As a result, on the one hand, a mechanical loadable connection between terminal pole 5, 6 on the one hand and connection device 17 and connector 11, 12 on the other hand ensured and additionally prevents the formation of unwanted electrical bypasses with electrical bypassing of the shunt resistors 25 via the screw 30.

Fig. 7 zeigt eine in der Anschlusseinrichtung 17 geführte Schraube 30. Die Anschlusseinrichtung 17 ist gemäß Fig. 5 mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung 46 beschichtet. Es ist ferner ersichtlich, dass der elektrisch isolierte Bereich 49 des Schafts 48 aus der Durchgangslochöffnung 52 heraus und damit über den Überlappungsbereich mit der Anschlusseinrichtung hinaus ragt. Hierdurch wird die Bildung unerwünschter elektrischer Bypässe zwischen Anschlusspol 3, 4 und erstem Bauteil 18 in besonders vorteilhafterweise verhindert. Fig. 7 shows a guided in the connection device 17 screw 30. The connection device 17 is according to Fig. 5 coated with an electrically insulating coating 46. It can also be seen that the electrically insulated region 49 of the shaft 48 projects out of the through-hole opening 52 and thus beyond the overlapping region with the connection device. As a result, the formation of undesired electrical bypasses between terminal pole 3, 4 and the first component 18 is prevented in a particularly advantageous manner.

Fig. 8 zeigt eine Batterieanordnung 53 gemäß der Erfindung. Diese weist einen aus dem Stand der Technik bekannten Anschlusspol 3, 4 und einen aus dem Stand der Technik bekannten Verbinder 11, 12 auf. Ferner weist die Batterieanordnung 53 eine erfindungsgemäße Anschlusseinrichtung 17 und eine erfindungsgemäße Schraube 30 auf. Fig. 8 shows a battery assembly 53 according to the invention. This has a known from the prior art Anschlußpol 3, 4 and a known from the prior art connector 11, 12. Further, the battery assembly 53 has a inventive connection device 17 and a screw 30 according to the invention.

Der Verbinder 11, 12 ist über den isolierungsfrei ausgebildeten Rand 31 des zweiten Bauteils 19 der Anschlusseinrichtung 17 geführt. Das Durchgangsloch 13, 14 des Verbinders 11, 12 nimmt den Rand 31 dabei kontaktierend auf. Die Innenwandung des Durchgangsloches 13, 14 steht dabei in unmittelbarem elektrischem Kontakt mit der Außenwandung des Rands 31.The connector 11, 12 is guided over the insulation-free edge 31 of the second component 19 of the connection device 17. The through hole 13, 14 of the connector 11, 12 receives the edge 31 while contacting. The inner wall of the through hole 13, 14 is in direct electrical contact with the outer wall of the edge 31st

Die Anschlusseinrichtung 17 ist über den isolierungsfrei ausgebildeten Rand 56, 57 des Anschlusspols 3, 4 geführt. Das Durchgangsloch 29 der Anschlusseinrichtung 17 nimmt mit der Durchgangslochöffnung 52 des ersten Bauteils 18 den Rand 56, 57 kontaktierend auf. Die Innenwandung des Durchgangsloches 29 steht dabei in unmittelbarem elektrischem Kontakt mit der Außenwandung des Rands 56, 57.The connection device 17 is guided over the insulation-free edge 56, 57 of the connection pole 3, 4. The through-hole 29 of the connection device 17, with the through-hole opening 52 of the first component 18, contacts the edge 56, 57 in a contacting manner. The inner wall of the through hole 29 is in direct electrical contact with the outer wall of the edge 56, 57th

Damit ergibt sich insgesamt ein elektrischer Leitungsweg, bei dem der Strom vom Anschlusspol 3, 4 unmittelbar und ausschließlich durch das anschlusspolseitige erste Bauteil 18, von dem ersten Bauteil 18 durch die Nebenwiderstände 25, von den Nebenwiderständen 25 durch das verbinderseitige zweite Bauteil 19 und von dem zweiten Bauteil 19 in den Verbinder 11, 12 fließt und der ansonsten frei von unerwünschten elektrischen Bypässen ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass der von der Batterie abgegebene Strom bypassfrei durch den Nebenwiderstand fließt, um die Ermittlung reproduzierbarer Messergebnisse zu ermöglichen.This results in a total of an electrical conduction path, in which the current from the terminal 3, 4 directly and exclusively by the connecting terminal-side first component 18, from the first component 18 through the shunt resistors 25, from the shunt resistors 25 through the connector-side second member 19 and of the second component 19 flows into the connector 11, 12 and is otherwise free of unwanted electrical bypasses. As a result, it is advantageously ensured that the current delivered by the battery flows bypass-free through the shunt resistor in order to enable the determination of reproducible measurement results.

Zur mechanischen Befestigung ist das Durchgangsloch 13, 14 des Verbinders 11, 12, das Durchgangsloch 29 der Anschlusseinrichtung 17 und das Schraubloch 5, 6 des Anschlusspols 3, 4 koaxial übereinander angeordnet. Die Schraube 30 ist durch das Durchgangsloch 13, 14 und das Durchgangsloch 29 durchgesteckt. Der isolierungsfrei ausgebildete Bereich 51 des Schafts 48 ist mit dem Gewinde des Schraubloch 5, 6 des Anschlusspols 3, 4 verschraubt. Hierdurch wird vom Schraubenkopf 47 ein Anpressdruck auf Verbinder 11, 12 und Anschlusseinrichtung 17 in Richtung des Anschlusspols 3, 4 ausgeübt. Eine solche Verbindung hat sich hinsichtlich einer unsachgemäßen mechanischen Einwirkung auf die Batterieanordnung als besonders stabil erwiesen.For mechanical fastening, the through-hole 13, 14 of the connector 11, 12, the through-hole 29 of the connection device 17 and the screw hole 5, 6 of the connection pole 3, 4 are arranged coaxially one above the other. The screw 30 is inserted through the through hole 13, 14 and the through hole 29. The insulation-free formed portion 51 of the shaft 48 is screwed to the thread of the screw hole 5, 6 of the terminal 3, 4. As a result, a contact pressure is exerted on the connector 11, 12 and connection device 17 in the direction of the connection pole 3, 4 by the screw head 47. Such a connection has proven to be particularly stable in terms of improper mechanical action on the battery assembly.

Anschlusseinrichtung und Batterieanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel sind in vorteilhafter Weise unempfindlich gegenüber unsachgemäßer mechanischer Krafteinwirkung. Es ist daher durch die Erfindung erstmals möglich, die Stromabnahme an einer Batterie über die gesamte Lebensdauer der Batterie im alltäglichen Gebrauch reproduzierbar zu überwachen.Connection device and battery arrangement according to the embodiment are in Advantageously insensitive to improper mechanical force. It is therefore possible for the first time by the invention to reproducibly monitor the power consumption of a battery over the entire life of the battery in everyday use.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Batterieanordnung nach dem Stand der TechnikBattery arrangement according to the prior art
22: Batteriebattery
33: Anschlusspolconnecting pole
44: Anschlusspolconnecting pole
55: Schraublochscrew
66: Schraublochscrew
77: Schraubescrew
88th: Schraubescrew
99: Schaftshaft
1010: Schaftshaft
1111: VerbinderInterconnects
1212: VerbinderInterconnects
1313: DurchgangslochThrough Hole
1414: DurchgangslochThrough Hole
1515: elektrische Isolierungelectrical insulation
1616: elektrische Isolierungelectrical insulation
1717: Anschlusseinrichtungconnecting device
1818: erstes Bauteilfirst component
1919: zweites Bauteilsecond component
2020: Verbindungselementconnecting element
2121: verbindungselementseitige Oberfläche des ersten BauteilsConnecting element-side surface of the first component
2222: verbindungselementseitige Oberfläche des zweiten BauteilsConnecting element-side surface of the second component
2323: bauteilseitige Oberfläche des VerbindungselementsComponent-side surface of the connecting element
2424: bauteilseitige Oberfläche des VerbindungselementsComponent-side surface of the connecting element
2525: Nebenwiderstandshunt
2626: erste Ausnehmungenfirst recesses
2727: zweite Ausnehmungensecond recesses
2828: Vorsprüngeprojections
2929: DurchgangslochThrough Hole
3030: Schraubescrew
3131: Randedge
3232: DurchgangslochöffnungThrough-hole opening
3333: äußere Oberfläche des zweiten Bauteilsouter surface of the second component
3434: Endabschnittend
3535: Mittelabschnittmidsection
3636: Anlageflächecontact surface
3737: erster Abschnittfirst section
3838: zweiter Abschnittsecond part
3939: Kontaktflächecontact area
4040: Spaltgap
4141: Körperbody
4242: dritte Ausnehmungthird recess
4343: Volumenraumvolume space
4444: Randedge
4545: Randflächeedge surface
4646: elektrisch isolierende Beschichtungelectrically insulating coating
4747: Schraubenkopfscrew head
4848: Schaftshaft
4949: elektrisch isolierter Bereichelectrically isolated area
5050: Beschichtungcoating
5151: isolierungsfreier Bereichinsulation-free area
5252: DurchgangslochöffnungThrough-hole opening
5353: Batterieanordnung nach der ErfindungBattery arrangement according to the invention
5454: elektrische Isolierungelectrical insulation
5555: elektrische Isolierungelectrical insulation
5656: Randedge
5757: Randedge
AA: Rotationsachseaxis of rotation

Claims

Connecting device for a battery for interposition between a battery terminal and a consumer connected to the battery, comprising an electrically conductive first component, an electrically conductive second component, at least one electrically conductive formed shunt resistor and an electrically insulating formed connecting element, the components with interposition the connecting element are arranged spaced from each other, wherein the connecting element for the mechanical connection of the components with the first and the second component in contact and wherein the shunt resistor for electrically connecting the components with the first and the second component in contact.

Connecting device according to claim 1, characterized in that the at least one shunt resistor is partially embedded in the connecting element.

Connecting device according to claim 2, characterized in that the first component and the second component are each formed as a ring part.

Connection device according to claim 3, characterized in that the shunt resistor is designed as a rod-shaped element.

Connecting device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the first component and the second component have first recesses for partially receiving the shunt resistor.

Connection device according to one of claims 3 to 5, characterized by a plurality of shunt resistors.

Connecting device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the first component and the second component have second recesses, wherein the connecting element has projections, wherein the projections of the connecting element are received by the second recesses of the first component and the second component.

Connection device according to one of claims 3 to 7, characterized by a through hole with a thread which completely penetrates the components and the connecting element.

Connecting device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the connecting element is designed as an injection molded part.

Connecting device according to one of claims 3 to 9, characterized by an external electrical insulation.

Connecting device according to claim 10, characterized in that the connecting element and the outside insulation are integrally formed.

A battery assembly comprising a battery, a connection device according to one of claims 1 to 11 and a current collector, wherein the battery provides connection poles, wherein the connection device between one of the terminal poles and the current collector is arranged and electrically connecting them together.

Battery arrangement according to one of claims 12, characterized in that only the first component is in electrical contact with one of the connection poles of the connection device.

Battery arrangement according to claim 13, characterized in that the current collector and the connection device are fastened by means of a screw with an electrically insulated shaft to one of the connection poles.

Use of a connection device according to one of Claims 1 to 11, as part of a measuring device for determining a quantity of current emitted by a battery, in particular a traction battery.